JPH04301060A - 耐パウダリング性に優れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐パウダリング性に優れ
た焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびそ
の製造方法に係わり、特にめっき付着量が４０ｍｇ／ｍ
２　以上（片面）の厚めっきでもプレス加工時の塑性変
形においてめっき層の剥離が生じない焼付硬化性高強度
合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法に関する
。

【０００２】

【従来の技術】最近の自動車用鋼板は車体の軽量化を目
的として強度部材や外板部品に高強度冷延鋼板が盛んに
採用されてきたが、特に外板用には耐デント性の確保を
目的としてプレス加工後の塗装焼付処理によって強度が
高くなる塗装焼付性を有するタイプの適用が増加してい
る。

【０００３】焼付処理による降伏点の上昇量として３ｋ
ｇ／ｍｍ２　以上が要望されているが、一方では自動車
の車体寿命の延長という課題に対して、従来よりも更に
めっき皮膜を厚くした表面処理鋼板を適用することが進
められつつある。特に外板用には塗装焼付硬化性に優れ
た厚目付け高強度表面処理鋼板の採用が検討されている
。ところが、鋼板の表面にめっきされた皮膜は、その厚
みが厚いほどプレス加工によって剥離し易くなり、車体
の防錆効果を損なうとともに作業環境を悪化させるとい
った問題を有している。更にこの問題は、高強度鋼板の
ように強度向上のために多量の合金元素を含有させた場
合により一層顕在化する。

【０００４】めっき皮膜の剥離現象はパウダリングある
いはフレーキングと呼ばれているが、これらの不良現象
を解決する手段として、（１）特開昭５２−１３１９３
４号公報に開示されるように溶融亜鉛めっき浴にＡ１を
含有させる方法、（２）特開昭６１−２７６９６２号公
報に開示されるように合金化亜鉛めっき層中のＦｅ濃度
を特定範囲に管理する方法等、主としてめっき操業条件
の改善による方法がこれまでに検討されてきた。確かに
これらの方法を採用することによって、ある程度めっき
の剥離を減少させることは可能であるが、特に目付け量
が多くなった高強度の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合
には問題を解決するまでには至っていないのが実情であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特にめっき
目付け量の増加および高強度化によってプレス加工時に
問題となるめっき層の剥離を極力少く、また皆無とし、
更に塗装焼付の際に硬化性が大で、加工性にも優れた高
強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることを目的とする
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決するために種々研究を重ねた結果、極低炭
素鋼をベースにして、従来のようなＰの積極的添加をせ
ず、Ｂ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｃｒの複合含有による作用と、Ｂ
を固溶状態として鋼中に存在させることにより、更に亜
鉛めっき層中のＦｅ濃度を少くすることの組合せにより
、めっき目付け量を多くしてもめっき剥離が発生せず、
約３ｋｇ／ｍｍ２以上の焼付硬化性を有し、３５ｋｇ／
ｍｍ２以上の高強度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板
が得られることを知見した。

【０００７】本発明はこの知見に基づきなされたもので
、その要旨とするところは下記のとおりである。 （１）　　重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０
．５％以下、Ｍｎ：０．１５〜０．８０％、Ｐ：０．０
３０％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．１００％
以下、Ｎ：０．００５０％以下、Ｂ：０．０００５〜０
．００５０％、Ｎｂ：２×Ｃ（％）〜７．５×Ｃ（％）
、Ｔｉ：０．００３〜０．０３０％、Ｃｒ：０．１０〜
１．５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純物から
なる鋼板に亜鉛めっき層中のＦｅ濃度が５〜１５％未満
の合金化亜鉛めっき層を有することを特徴とする耐パウ
ダリング性に優れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛め
っき鋼板。

【０００８】（２）　　重量％で、Ｃ：０．０１０％以
下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１５〜０．８０％
、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：
０．１００％以下、Ｎ：０．００５０％以下、Ｂ：０．
０００５〜０．００５０％、Ｎｂ：２×Ｃ（％）〜７．
５×Ｃ（％）、Ｔｉ：０．００３〜０．０３０％、Ｃｒ
：０．１０〜１．５％を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなる鋼片を、仕上温度７５０℃超、巻取温
度７５０℃以下で熱間圧延し、圧下率６０％以上で冷間
圧延した後、連続溶融亜鉛めっきラインで再結晶焼鈍し
、強制的に冷却した後に４２０〜５００℃で溶融亜鉛め
っきを施し、続いて４００〜６００℃で合金化処理を行
い、亜鉛めっき層中のＦｅ濃度が５〜１５％未満の合金
化亜鉛めっき層を施すことを特徴とする耐パウダリング
性に優れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。 Ｃは絞り加工において必要な高いｒ値と伸びを得るため
と併せて焼付硬化性を確保せしめるために０．０１０％
以下とする。特に成形加工が厳しい用途に対しては０．
００５％以下が好ましい。 Ｓｉは鋼板の強化元素として有効であるが、その含有量
が多くなるとめっきの密着性を劣化させるので０．５％
以下とする。

【００１０】Ｍｎは鋼板の強度を高めるために含有させ
る成分で０．１５％以上とする。一方、多すぎるとｒ値
を劣化させるので０．８０％以下とする。 Ｐは強度を上げるのに最も有効な元素であるが、プレス
加工によって著しくめっき皮膜を剥離させるので０．０
３０％以下に限定する。Ｐの下限は規定しないが、強度
の観点から０．０１０％以上が好ましい。

【００１１】Ｓは微細な硫化物を生成させて強度を上昇
させるのに有効であるが、多いと延性を劣化させるので
０．０３０％以下にする。通常は０．０１０％以上でよ
い。 ＡｌはＮを固定し微細なＡｌＮを析出させて強度を上昇
させる有効な成分として、まためっき剥離防止効果を助
長するために含有されるものである。そのためにはＡｌ
／Ｎとして２以上の添加を行うが、特に本発明では後述
するＢの作用を有効に発揮し、耐パウダリング性を高め
るために０．０４０％以上とすることが好ましい。一方
、多すぎても合金コストを高めるだけなので０．１００
％以下とする。

【００１２】Ｎは本発明において有害な成分であり、そ
の含有量が多すぎるとｒ値や延性を劣化させる要因とな
るので０．００５０％以下とする。 Ｂはこれまで主にＮの固定のために添加されてきたが、
本発明では固溶のＢがめっきの剥離を抑制するという新
たな知見に基づいてＢを添加する。その効果を得るため
には０．０００５％以上の添加が必要であるが、０．０
０５０％を越えると効果が飽和するとともにｒ値を低下
させるので０．００５０％以下とする。

【００１３】Ｎｂは固溶のＣを固定し、非時効性と焼付
硬化性を両立させるためにＮｂ／Ｃ（ｗｔ％比）として
２以上が必要であるが、７．５を越えると焼付硬化性が
期待できなくなるので７．５以下とする。 Ｔｉは直送圧延などの場合に問題となるＳによる熱間脆
性割れの回避あるいはＮを固定して上述したＢの固溶状
態を確保するのに有効な元素である。これらの効果を得
るためには少なくとも０．００３％以上のＴｉが必要で
ある。一方、あまり多すぎるとめっき剥離を促進させる
のでＴｉの上限を０．０３０％とする。

【００１４】Ｃｒはめっき皮膜を剥離させずに強度を上
昇させるのに有効な元素であり、その効果を得るために
は０．１０％以上が必要である。しかし多すぎると製造
コストを高めるので１．５％以下とする。上記の組成か
らなる溶鋼は転炉や電気炉で溶製され、連続鋳造あるい
は造塊−分塊によって鋼片としたのちに熱間圧延する。 鋼片は熱間のまま直接熱間圧延してもあるいは温片の状
態で再加熱炉に装入してから熱間圧延してもよい。再加
熱の場合は炉の温度は１０００〜１３００℃とする。熱
間圧延時の仕上温度は７５０℃を切るとリジングという
表面欠陥が発生するので７５０℃超とする。仕上温度の
上限は加工性の点で規制する必要はないが、ロールの摩
耗の観点から９５０℃以下が好ましい。仕上げ後の巻取
温度はあまり高いと強度の確保が難しくなるので７５０
℃以下とする。巻取温度の下限は特に規定しないが通常
３００℃以上とするのがよい。なお、ｒ値を重視する場
合には７００℃以上の高温で巻取るとよい。

【００１５】次に、冷間圧延を圧下率６０％以上で行う
。冷延率が低いと再結晶温度が上昇し、高ｒ値の確保が
困難となるので６０％以上とする。圧下率はあまり高い
と逆にｒ値が低下するので上限は９５％とする。好まし
くは７５〜８５％の冷延率で行う。冷間圧延後は連続溶
融めっきラインで溶融亜鉛めっきおよび合金化処理が施
されるが、加工によるめっき皮膜の剥離を起こさなくす
るためには前述した成分組成の他にこれらの処理条件も
重要である。まず、通常の方法によって無酸化炉−還元
炉を通板して再結晶焼鈍するが、焼鈍温度は７００℃以
上で行う。そのあとめっき浴の温度まで強制冷却し、４
２０〜５００℃で溶融亜鉛めっきする。めっきの温度は
低すぎても高すぎてもめっき性に良くないので４２０〜
５００℃に規定する。また、めっき浴中にはＡｌを０．
０８〜０．３０％の濃度で含有させることが合金化の制
御のために有効である。

【００１６】次に、合金化処理条件は、プレス加工によ
るめっきの剥離性を支配する重要な因子の１つであり、
４００〜６００℃の温度で合金化処理を施し、めっき層
中のＦｅ濃度を５〜１５％未満に制御する。合金化の温
度が低すぎると合金化の反応がおそくなり、高すぎると
逆に合金化が進みすぎていずれもめっき層中のＦｅ濃度
を前記範囲に制御することがむずかしくなるので合金化
の温度を４００〜６００℃に規定する。めっき層中のＦ
ｅ濃度は少なすぎると塗装後の耐食性や溶接性が劣るの
で５％以上が必要であるが、多すぎるとめっき剥離が問
題となるので１５％未満とする。

【００１７】なお、合金化亜鉛めっき処理を施したあと
に、さらにＦｅ−Ｚｎ系の上層めっきを施すことは、耐
めっき剥離性のさらなる向上に有効である。最後にスキ
ンパスやテンションレベラーによって伸び率０．５％以
上を与えて降伏点伸びを消去する。本発明は、合金化亜
鉛めっき鋼板以外にＺｎ−Ｓｎなどの亜鉛系めっき鋼板
にも適用でき、発明効果を享受できる。

【００１８】

【実施例】表１に示した鋼を溶製し、同表に示す熱間圧
延条件で４．０ｍｍの熱延板とし、次いで冷間圧延で０
．８ｍｍとした後、表２に示す条件で溶融亜鉛めっきと
合金化処理を行った。亜鉛の付着量は片面当たり６０ｇ
／ｍ２で厚目付けにした。スキンパス１．０％を施した
後、得られた鋼板について引張試験、ｒ値、ＢＨ性およ
び加工によるめっき層の剥離状況を調査した。めっき層
の剥離性については、角筒ポンチで絞り加工を施し、そ
の角筒コーナー部にセロテープを貼付けた後にテープを
剥がしてテープに付着しためっき量を測定した。その付
着量を大、中、少、極少の４段階に区分してめっきの剥
離性を評価した。各種の測定結果を表２に示す。

【００１９】表２から明らかなように、本発明の成分組
成、熱間圧延条件、溶融亜鉛めっき条件および合金化条
件をすべて満たす試料Ａ〜Ｅは、優れた耐めっき剥離性
、焼付硬化性、高ｒ値を有した高強度合金化溶融亜鉛め
っき鋼板として評価される。一方、Ｐの含有量が多い試
料Ｆはめっきの剥離が非常に多い。また、ＮｂやＴｉの
含有量が多い試料ＧはＢＨ性が得られず、また、めっき
が剥離し易い。そして、試料Ｈは合金化処理温度が高す
ぎてめっき剥離が大きい。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明による合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、高強度を確保しつつ塗装焼付によって強度が上昇す
る焼付硬化性を有し、また高いｒ値を持つことから深絞
り性も十分備えており、併せて厳しい加工を受けても厚
目付けのめっき層の剥離が極めて少く、従来よりも格段
に性能を向上させることができるので、耐デント性や厳
しい加工性および従来以上の車体寿命の延長を要求され
る自動車部品に適用でき、成形品の不良率低減や作業環
境の改善など産業上極めて有用な効果をもたらす。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓ
   ｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１５〜０．８０％、Ｐ：
   ０．０３０％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．１
   ００％以下、Ｎ：０．００５０％以下、Ｂ：０．０００
   ５〜０．００５０％、Ｎｂ：２×Ｃ（％）〜７．５×Ｃ
   （％）、Ｔｉ：０．００３〜０．０３０％、Ｃｒ：０．
   １０〜１．５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純
   物からなる鋼板に亜鉛めっき層中のＦｅ濃度が５〜１５
   ％未満の合金化亜鉛めっき層を有することを特徴とする
   耐パウダリング性に優れた焼付硬化性高強度合金化溶融
   亜鉛めっき鋼板。
2. 【請求項２】　　重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓ
   ｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１５〜０．８０％、Ｐ：
   ０．０３０％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．１
   ００％以下、Ｎ：０．００５０％以下、Ｂ：０．０００
   ５〜０．００５０％、Ｎｂ：２×Ｃ（％）〜７．５×Ｃ
   （％）、Ｔｉ：０．００３〜０．０３０％、Ｃｒ：０．
   １０〜１．５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純
   物からなる鋼片を、仕上温度７５０℃超、巻取温度７５
   ０℃以下で熱間圧延し、圧下率６０％以上で冷間圧延し
   た後、連続溶融亜鉛めっきラインで再結晶焼鈍し、強制
   的に冷却した後に４２０〜５００℃で溶融亜鉛めっきを
   施し、続いて４００〜６００℃で合金化処理を行い、亜
   鉛めっき層中のＦｅ濃度が５〜１５％未満の合金化亜鉛
   めっき層を施すことを特徴とする耐パウダリング性に優
   れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
   方法。